As imagens do JWST de galáxias primitivas revelaram uma população de discos planos, vermelhos e estendidos que podem ter passado despercebidos por pesquisas anteriores.

O JWST nos deu uma nova visão das galáxias como eram nos primeiros bilhões de anos do universo. Entre as galáxias recém-descobertas está uma população de discos planos, vermelhos e estendidos que podem ter passado despercebidos em pesquisas anteriores.

A Galáxia Cartwheel, à direita, deslumbra nesta imagem composta de infravermelho-próximo e médio do JWST.
(fonte: NASA / ESA / CSA / STScI)

GALÁXIAS EMPOEIRADAS NO UNIVERSO DISTANTE
Para entender como as galáxias de hoje se tornaram como são, precisamos estudar as galáxias do passado distante. Entre as galáxias que sabemos terem existido com desvio para o vermelho (z) maior que 2 — até quando o universo tinha pouco mais de 3 bilhões de anos — estão galáxias massivas e empoeiradas formando estrelas a um ritmo furioso.

Para estudar a estrutura e a evolução dessas galáxias, precisamos de um telescópio que possa captar detalhes finos e seja sensível a fótons avermelhados pela poeira. O Telescópio Espacial Hubble tem o poder de resolução, mas não abrange a faixa de comprimento de onda necessária. O Telescópio Espacial Spitzer podia ver os procurados comprimentos de onda infravermelhos, mas não tinha a capacidade de captar os detalhes. O JWST combina esses dois requisitos, abrindo uma janela para o universo “Hubble-dark” de galáxias empoeiradas.

JWST ESPIA GALÁXIAS OCULTAS

O JWST tem o potencial de revelar galáxias invisíveis ao Hubble, como a galáxia vermelha mostrada aqui.
Adaptado de Nelson et al. / Cartas do Diário Astrofísico 2023

Em um artigo publicado recentemente, uma equipe liderada por Erica Nelson (Universidade do Colorado) relatou sua análise das observações do JWST do Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS). Esta pesquisa foi realizada em comprimentos de onda infravermelhos de alguns mícrons (1 mícron = 10^-6 metros). O mesmo campo de visão pesquisado pelo CEERS também foi visitado pelo Telescópio Espacial Hubble durante o Cosmic Assembly Near-infrared Deep Extragalactic Legacy Survey (CANDES), embora o Hubble tenha visto a área em comprimentos de onda mais curtos.

Nelson e colaboradores notaram que as novas imagens do JWST continham galáxias que estavam ausentes nas imagens do Hubble da mesma região. Ao selecionar galáxias com certas características de cor, a equipe escolheu 26 galáxias que eram brilhantes nas imagens do JWST, mas ausentes nas imagens do Hubble. Entre essas galáxias recém-descobertas, há uma dúzia que é notavelmente estendida em vez de compacta – uma população potencialmente inexplorada de galáxias presente de 1 a 3 bilhões de anos após o Big Bang.

VERMELHO TOTALMENTE

Imagens infravermelhas de três cores das 12 galáxias alongadas na amostra.
Adaptado de Nelson et al. / Cartas do Diário Astrofísico 2023

Essas 12 galáxias são surpreendentes de duas maneiras principais. Primeiro, essas galáxias não são apenas vermelhas – elas também são vermelhas de seus núcleos até seus arredores. Normalmente, pensamos em galáxias de disco como tendo núcleos avermelhados que hospedam estrelas mais velhas e braços espirais azulados que abrigam estrelas jovens e quentes. Essas galáxias recém-descobertas são completamente vermelhas, o que Nelson e seus colaboradores interpretam como significando que são incrivelmente empoeiradas.

Em segundo lugar, essas galáxias são notavelmente planas e parecem ser vistas quase de lado. Nelson e seus colaboradores sugerem que os critérios de cor que eles usaram para selecionar as galáxias podem ser tendenciosos para galáxias empoeiradas e frontais, que apareceriam mais vermelhas do que suas contrapartes frontais. A equipa observa que se espera que as galáxias com este tamanho e gama de massa evoluam para as galáxias massivas que vemos hoje, mas a falta de uma protuberância central distinta de estrelas é surpreendente. Felizmente, espectroscopia, observações de comprimento de onda de rádio e simulações têm o potencial de melhorar nossa compreensão dessas curiosas galáxias.

Você também pode encontrar esse artigo em: https://skyandtelescope.org/astronomy-news/red-galaxies-at-night-astronomers-delight-a-look-at-the-hubble-dark-universe/